Áp suất trên một bề mặt

I. Áp lực là gì?

Học sinh đứng trên sân trường, ô tô trong bãi đỗ xe, bản ghế đặt trong lớp học, máy móc trong nhà xưởng... đều tác dụng lực ép có phương vuông góc với mặt sàn.

Áp lực là lực ép có phương vuông góc với mặt bị ép

Việc làm tăng, giảm áp suất có công dụng lớn trong đời sống con người. Dựa vào cách làm tăng, giảm áp suất người ta có thể chế tạo những dụng cụ, máy móc phục vụ cho mục đích sử dụng.

Ví dụ: Quan sát hình dưới đây lực nào trong số các lực được mô tả dưới đây là áp lực.

• Lực của người tác dụng lên sợi dây.
• Lực của sợi dây tác dụng lên thùng hàng.
• Lực của thùng hàng tác dụng lên mặt sàn.
• Lực của ngón tay tác dụng lên mũi đinh.
• Lực của đầu đinh tác dụng lên tấm xốp.

Các lực trong Hình trên là áp lực:

Lực của thùng hàng tác dụng lên mặt sàn.

Lực của ngón tay tác dụng lên mũi đinh.

Lực của đầu đinh tác dụng lên tấm xốp.

II. Áp suất

1. Thí nghiệm

+ Chuẩn bị: Hai khối sắt giống nhau có dạng hình hộp chữ nhật; một khay nhựa hoặc thuỷ tinh trong suốt đựng bột mịn.

+ Tiến hành:

Bố trí thí nghiệm lần lượt theo Hình a, b, c.

Hình a	Hình b	Hình c

Quan sát độ lớn của khối sắt xuống bột mịn ứng với mỗi trường hợp a, b, c.

So sánh độ lớn của áp lực, diện tích bị ép, độ lún của khói sắt xuống bột mịn của trường hợp a với trường hợp b, của trường hợp a với trường hợp c.

2. Công thức tính áp suất

Khi các áp lực khác nhau tác dụng lên diện tích bề mặt, nó làm cho mặt bị ép chịu những biến dạng khác nhau.

Áp suất sinh ra khi có áp lực tác dụng lên một diện tích bề mặt.

Áp suất được tính bằng độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép:

Trong đó:

p là áp suất, F là áp lực tác dụng lên mặt bị ép có diện tích là S

Nếu đơn vị lực là niutơn (N), đơn vị diện tích là mét vuông (m) thì đơn vị của áp suất là niutơn trên mét vuông (N/m), còn gọi là paxcan, kí hiệu là Pa: 1 Pa = 1 N/m².

Ngoài ra người ta còn dùng một số đơn vị khác của áp suất như:

• Atmôtphe (kí hiệu là atm): 1 atm = 1,013.10⁵ Pa.
• Milimét thuỷ ngân (kí hiệu là mmHg): 1 mmHg = 133,3 Pa.
• Bar: 1 Bar = 10⁵Pa

Ví dụ: Một áp lực 12 N tác dụng lên một diện tích 4 m² gây ra áp suất là bao nhiêu?

Hướng dẫn

Áp suất được tính bằng độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bị ép:

 Áp suất gây ra là

Ví dụ 2: Gió gây ra áp suất lên bất kì một bề mặt nào mà gió thổi vào. Nếu gió gây ra một áp suất 2 000 Pa lên một cánh cửa có diện tích là 3,5 m² thì áp lực tác dụng lên cánh cửa bằng bao nhiêu?

Hướng dẫn

Áp lực tác dụng lên cánh cửa là F = p.S = 2 000 . 3,5 = 7 000 N.

3. Công dụng cỉa việc làm tăng, giảm áp suất

Việc làm tăng, giảm áp suất có công dụng lớn trong đời sống con người. Dựa vào cách làm tăng, giảm áp suất người ta có thể chế tạo những dụng cụ, máy móc phục vụ cho mục đích sử dụng.

Nguyên tắc để làm tăng, giảm áp suất.

Từ công thức tính áp suất

Ta có nguyên tắc để làm tăng, giảm áp suất:

• Làm tăng áp suất bằng cách:

+ Tăng áp lực giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.

+ Giữ nguyên áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép.

+ Vừa tăng áp lực vừa giảm diện tích bề mặt bị ép.

• Làm giảm áp suất bằng cách:

+ Giảm áp lực giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.

+ Giữ nguyên áp lực và tăng diện tích bề mặt bị ép.

+ Vừa giảm áp lực vừa tăng diện tích bề mặt bị ép.